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Información para Productores y Semilleros

 
 

SEEDnews - La revista internacional de semillas

Producción de semillas de maíz híbrido

 
Rubens Eric Zanovello de Godoi
eric.godoi@monsanto.com


Semillas de la Tecnología
La producción actual de semillas de maíz híbrido es el resultado de aproximadamente 70 años de avances científicos y tecnológicos, desde el lanzamiento del primer híbrido comercial en el Brasil, en 1919, hasta nuestros días, con el avance y aparición de los primeros híbrido genéticamente modificados, evidenciando el gran avance de la moderna agricultura brasileña. La importancia de las semillas híbridas para el cultivo del maíz queda demostrada cuando se compara la evolución de la superficie sembrada con semillas híbridas y la productividad en toneladas por hectárea (ton/ha). En los últimos cuatro años, la superficie sembrada con semillas híbridas de maíz saltó de 8,2 millones de hectáreas a 10,3 millones (Gráfico 1), y en el mismo período, el incremento en el rendimiento fue superior al 17%.


 

Gráfico 1 - Evolución del mercado de semillas híbridas en millones de hectáreas de las últimas 4 cosechas


A pesar de la interferencia de varios factores, se puede inferir que este incremento de productividad también muestra una correlación con el aumento del uso de semillas híbridas. Ese mismo hecho fue observado históricamente en otras partes del mundo, cuando se avanza en tecnología, tal como se muestra e el Gráfico 2. En los EUA, hasta la década de 1930, se utilizaba solamente variedades (llamadas de "polinización abierta"), y en las décadas siguientes hasta hoy, solo híbridos, comenzado con los híbridos dobles, cambiando posteriormente a los híbridos simples, y actualmente, híbridos simples genéticamente modificados en gran volumen (los llamados híbridos "Biotech").


 

Gráfico 2. - Promedio de productividad del maíz en Estados Unidos desde la Guerra civil hasta nuestros días


El maíz híbrido
Conceptualmente, el maíz híbrido explora una de las más conocidas y valiosas contribuciones prácticas del mejoramiento genético al ser humano y a la agricultura mundial, que es el "vigor del híbrido" (o heterosis), descubierto hace 100 años atrás por George H. Shull (1908,1909). Desde su descubrimiento, diversos eventos siguieron, hasta nuestros días donde ya es posible contar con el uso de híbridos comerciales de maíz transgénico o genéticamente modificados, que representan lo que es lo más moderno en el sector.

En la campaña de verano de 2008/09, el Brasil ya cuenta con esta tecnología, como es el caso del maíz "YieldGard®", que además de los beneficios de control (Broca del colmo) y de supresión (Lagarta del cartucho y Lagarta de la Mazorca), puede traer beneficios para el medio ambiente con la sensible reducción del uso de insecticidas, agua y diesel. Se puede atribuir a las semillas de maíz, además de esos beneficios más conocido de tolerancia a plagas y herbicidas, un mejoramiento en la calidad nutricional y, en un futuro próximo, tolerancia a enfermedades, al estrés hídrico y un mejor aprovechamiento del Nitrógeno.

En qué consiste el "vigor del híbrido"?
Ello ocurre al realizarse cruzamientos programados entre linajes endogámicos divergentes (genéticamente diferentes), que son las unidades fundamentales para el desarrollo de programas de producción de semillas de maíz híbrido. Los linajes son poco productivos en general, pues para obtenerlos, las plantas de maíz son fecundadas manualmente, con lo que se pierde productividad (cuatro veces inferior a los híbridos en general, o menos), representando el talón de Aquiles en la producción de semillas. El primer híbrido a ser producido fue el híbrido simple, como muestra el ejemplo de la Figura, donde se evidencia la progresiva pérdida de vigor y, consecuentemente, de productividad a los alargo de las autofecundaciones.


 


Existen varios tipos de híbridos, todos ellos constituidos de linajes. Algunos fueron pensados para viabilizar la producción económica de semillas, como es el caso del híbrido doble creado por Donald Jones en 1918. Este investigador trató de eliminar un problema de baja productividad de semillas de las hembras de los primeros híbridos simples, que eran linajes de bajo rendimiento de semillas. Utilizó como hembra el mismo híbrido formado entre dos linajes, lo que significó bastantes más semillas. En este tipo de híbrido, se disminuyó un poco de vigor, pero se viabilizó en la época, la producción económica de semillas.

Actualmente, se avanza hacia el uso de híbridos con menor número de linajes, como es el caso de los híbridos triples (hembra HS y macho linaje), híbridos simples modificados (hembra HS entre linajes relacionados y macho linaje), y el simple puro (cruzamiento solo entre linajes). Por esa razón, las empresas estimulan y direccional a sus mejoradotes (investigadores especializados en la generación de nuevos híbridos) a la selección de linajes que produzcan buenos híbridos, pero sin perder de vista las características favorables a la producción económica de semillas. Es en este aspecto que las modernas tecnologías de ingeniería genética, como los marcadores moleculares y el uso de di-haploides, pueden auxiliar a los mejoradotes a reducir el número de ciclos y aumentar la efectividad de la selección. En contrapartida, se trata de un nivel de tecnología que no está disponible para todas las empresas del sector, pues exige inversiones continuas de millones de dólares, existiendo empresas alrededor del mundo que invierten cerca de U$ 2 millones por día en investigaciones agrícolas.

Planificación de la producción, un desafío constante
La planificación de la producción de semillas híbridas es uno de los puntos más críticos en este sector, pues depende una programación perfectamente alineada con el mercado, las oportunidades y las tendencias. Todo proceso industrial requiere de una buena conexión entre el análisis de marketing, ventas y producción, para determinar el volumen correcto de productos, pero en el caso del mercado de semillas, ello implica un particular desafío. Es necesario tener muy bien identificadas las necesidades de los agricultores y del mercado, donde diversos eventos pueden llevar a un cambio radical en la planificación, incluso influyendo el rumbo de las investigaciones de los mejoradotes, como en el caso de las nuevas enfermedades. Otro hecho que muestra la importancia de esta anticipación, es que, para algunos tipos de híbridos, se necesitan estimaciones de producción de hasta tres campañas, así como para los híbridos simples modificados, híbridos triples y también en el caso del híbrido doble. Este último se toma como ejemplo por ser el más complejo, pues para obtenerlo, se debe aumentar la cantidad de semillas de los linajes "A", "B", "C" y "D" en una campaña. En otra, se cruza el "A" con el "B" para formar el macho híbrido simple "AB", y también se cruza los linajes "C" con "D" para formar la hembra híbrido simple "CD". Finalmente, en la tercera, se produce la semilla del híbrido doble "ABCD" a través del cruzamiento de dos híbridos simples "AB" con el "CD". En verdad, en la planificación de la producción, esto se hace de atrás para adelante, comenzando por estimar cuándo será la venta de semillas del híbrido final y, sobre la base de la productividad histórica de semillas de hembras y machos, se debe prever los requerimientos de semillas de híbridos simples, parentales y linajes.

Existe otro factor que implica también un desafío constante en la producción de semillas: el clima. La primera parte de la "fábrica" de semillas está a cielo abierto, es decir, es en el campo donde las semillas son producidas y, por lo tanto, están sujetas a variaciones de las condiciones climáticas que muchas veces pueden ocasionar pérdidas considerables debido a lluvias en la cosecha, heladas, sequías, etc.

Para países como los EUA, que está en otro hemisferio, existe mayor necesidad de planificación de la producción, lo que se entiende fácilmente por la ocurrencia de inviernos rigurosos. En el Brasil, en muchos de sus estados, se puede producir semillas en dos campañas (verano e invierno). De esa forma, también Argentina, Bolivia y Chile pueden producir semillas durante el invierno del hemisferio norte y posteriormente, exportar semillas listas para la siembra, lo que representa una importante fuente de divisas. Se exportan semillas híbridas no solamente para los Estados Unidos, sino también hacia otros países de América Latina que tienen diferentes dificultades de producción. Hay otro camino inverso, cuando es necesaria la importación de semillas en ciertas situaciones, como las posibilidades de utilizar los recursos genéticos de diferentes filiales internacionales y también, de laboratorios de ingeniería genética de la casa matriz, para estudios o introducción de genes en linajes parentales. Esas semillas vuelven en pocas cantidades al país de origen para su posterior incremento y producción de híbridos.

Cuellos de botella en la producción de semillas de alta calidad
En los últimos dos años se ha visto un cambio importante en el escenario mundial de los comodities y, particularmente para el maíz; los stocks están muy bajos, elevando los precios de los alimentos. La industria de semillas sufrió así un gran impacto, aumentando rápidamente su demanda. Este aumento puede llevar a "cuellos de botella" en la producción de semillas de alta calidad, si algunos aspectos no pueden ser previstos. Las empresas de semillas están visualizando este momento y están invirtiendo millones de dólares en la expansión de sus instalaciones para elevar considerablemente su capacidad.

Para tener volumen y calidad es necesario adquirir máquinas de última generación para dichas expansiones (ver fotografías más abajo), equipando las unidades de beneficiado de semillas ("UBS") e iniciando la introducción de innovaciones tecnológicas, como las máquinas de separación de semillas dañadas a través de imágenes de alta resolución y filtros de colores, los llamados "color sorters". Esos equipos son capaces de separar las semillas atacadas eventualmente por hongos e insectos y descartarlas, quedando las semillas de alta calidad germinativa para ponerlas a disposición de los clientes agricultores.

Producción en el campo: - Por qué hay necesidad de plantas "macho" y "hembra"?
Para realizar la hibridación, es necesario que granos de polen de los pendones femeninos (inflorescencia masculina) de una planta fertilicen las "mazorcas" (inflorescencia femenina) de otra. Además, para que ello ocurra, se debe sembrar en el campo líneas elegidas como hembras separadas de otras elegidas como machos. El maíz tiene como característica la fertilización cruzada y abierta, lo que hace necesario evitar que las plantas elegidas como hembras se autopolinicen. Para ello, se utiliza un procedimiento llamado de castración, o retirada de la espiga de la hembra antes de la liberación de su polen. En las fotografías más abajo se ven personas justamente en esta actividad, donde en promedio, dos personas por día castran una hectárea, o en otras palabras, una persona en un día de ocho horas de trabajo realiza esta actividad en 0.5 hectáreas. Si se cuentan las veces que esta operación se realiza (se denomina "pasada"), se tiene un promedio de cuatro a cinco pasadas diarias por hectárea.

Estos valores pueden variar, pues dependen de la habilidad de los trabajadores, de ciertas características de la planta hembra, y principalmente, si existe la utilización de un equipamiento llamado "porta-hombres" que apoya el trabajo manual.

Con esta operación bien realizada, se tiene solamente las espigas de las líneas macho liberando polen, ocurriendo la hibridación en las hembras. Si se dejaran las hembras autopolinizarse, sus semillas tenderían a generar plantas con menor vigor, sucediendo lo que técnicamente se llama "recuperación de parentales originales", que generalmente son menos productivos. Otra característica de la producción de semillas híbridas es la necesidad de que varias líneas de hembras sean polinizadas por pocas líneas de machos. La proporción de líneas hembra y macho (relación F/M), en un campo de un determinado híbrido, depende fuertemente de la capacidad de polinización que las plantas macho tienen. Esta capacidad es influenciada por diversos factores, entre los que está la relación de porte de las plantas macho y hembra y la cantidad de polen producida por los machos. Lógicamente se busca la mayor proporción posible, es decir, más plantas hembra que machos, pues las semillas serán cosechadas solamente de las plantas hembras que tengan las semillas híbridas. Las líneas de machos serán muchas veces destruidas después de la fertilización, con excepción de algunos híbridos dobles.


 



Riego en campos semilleros, sus beneficios
En general, los campos de producción de semillas son implantados en áreas bajo riego. Se puede afirmar que uno de los factores obvios es el de viabilizar la producción en épocas donde normalmente no se podrían producir semillas, en razón de la falta de lluvias en volúmenes adecuados. Otro hecho es que el riego es importante para garantizar el éxito de un campo de producción de semillas que tiene un valor alto y no puede estar muy expuesto a riesgos como la falta de agua en los momentos más críticos del cultivo.

Además de ello, el riego facilita la siembra de las líneas hembra y machos en momentos diferentes, que eventualmente es necesarios, considerando que son líneas genéticamente diferentes y que pueden presentar ciclos distintos. El parental que florece más tarde debe ser sembrado primero para que haya coincidencia de floración y exista hibridación. Otros aspectos se refieren a las labores culturales, como el abonado, control de malezas (plantas dañinas), control de plagas y también control de enfermedades.

Semillas de alta calidad: Cómo alcanzar las metas de alto poder germinativo?
Los cuidados en la recepción y beneficiado de las semillas son fundamentales para obtener semillas de alta calidad. Una vez cosechadas, las semillas recibirán en las UBSs, los cuidados necesarios para el mantenimiento de su vida y de su poder germinativo y vigor.

El desgranado de las mazorcas es un proceso que además de generar pérdidas cuando se lo realiza mecánicamente, puede causar serios daños. El secado es otro factor importante en el mantenimiento de la calidad fisiológica, no debiendo exponer las semillas a altas temperaturas al inicio de este proceso, cuando ellas están todavía con alta humedad, pudiendo ocasionar daños irreparables. Durante la trilla, pre-limpieza, clasificación y tratamiento de las semillas, se debe estar siempre atento a todos los puntos de impacto en las semillas.

El proceso de control de calidad también cuenta con tecnologías modernas ligadas principalmente al análisis de semillas. Se utilizan equipos con lectura de imágenes, apoyando en el proceso de clasificación, y también metodologías de análisis, automatización y controles estadísticos de los procesos.

Sistema ISO 9001 y mejora continua
La certificación ISO 9001 tiene como una de sus grandes ventajas el empadronamiento y el seguimiento a procedimientos, además de la mejora continua, donde se realizan evaluaciones periódicas de la eficacia de los procesos, involucrando aspectos técnicos y humanos en lo que respecta a los requerimientos de entrenamiento y capacitación. Después de comentar sobre los "cuellos de botella", inversiones, proceso y producción de semillas de alta calidad fisiológica, no se puede dejar de escribir sobre las continuas evoluciones a través de estrategias modernas de mejora de los procesos en áreas agrícolas e industriales con optimización de costos. Es el caso de las metodologías "Seis Sigma" y "Lean", consagradas en la industria automovilística y que están comenzando a ser utilizadas más recientemente en la industria de semillas. Esas metodologías buscan la disminución de defectos (o errores) y la menor variación de los procesos así como la agilización y optimización de flujos y la eliminación de desperdicios, lo que puede ayudar a enfrentar los desafíos del aumento de costos del sector agrícola en general y propiciar mayor calidad en las semillas.

La Biotecnología y la Ingeniería Genética son una realidad para el maíz híbrido?
Existe mucha seguridad del éxito a largo plazo de esta nueva tecnología; varios investigadores también tienen esta confianza, tomando como ejemplo comentarios del comisionado de investigaciones científicas de la Unión Europea, Philippe Busquen, después de 15 años de investigaciones que involucraron 400 equipos de científicos en Europa. -"Los resultados de las investigaciones y la creciente experiencia práctica sirvieron de base para políticas regulatorias y de gestión de riesgos, además del excelente registro de seguridad de los organismos genéticamente modificados hasta hoy, contribuyendo a la continuidad de la confianza pública en la tecnología y en sus productos." (Fuente: http://europa.eu.int/comm/research/quality-of-life/gmo/index.html - 9/out/2001).

Resumen final
Esperamos haber contribuido a dejar más clara la importancia del maíz híbrido, su rol en la agricultura mundial y en nuestros países, y que la producción de sus semillas no puede ser resumida en pocas palabras, como: sembrar, cosechar y envasar. Ella involucra centenas o miles de personas y procesos bien controlados en diferentes áreas, desde la investigación, producción, laboratorios, desarrollo de productos, marketing, hasta la distribución, logística y comercialización. La planificación de la producción implica desafíos constantes y hace que la industria semillera se aproxime cada vez más a los mercados, sus tendencias y al cliente, el agricultor. La producción de semillas híbridas de maíz de alta calidad genética y fisiológica involucra diversos controles de los procesos de producción, auxiliados por sistemas de empadronamiento, como la ISO 9001.

Finalmente, esta alta calidad comienza a ser definida en la correcta elección del área de siembra de las líneas hembra y macho y depende posteriormente del éxito de otros diversos factores, como el despendoamiento, riego y labores culturales en los momentos apropiados, cosecha con humedad adecuada, secado preservando el mejor vigor de las semillas, y termina en el beneficiado al disminuir los impactos mecánicos. También cuenta con lo más moderno que está a disposición del sector, como el uso de satélites en la agricultura de precisión, uso de marcadores moleculares auxiliando el mejoramiento genético, híbridos transgénicos para diferentes requerimientos y una aún mayor investigación en nuevas tecnologías para la optimización de las actividades en el campo y en las UBSs.
 

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